CN114137988A - 机器人路径导航纠偏方法、系统、及存储介质 - Google Patents

机器人路径导航纠偏方法、系统、及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机器人导航领域，具体涉及一种机器人路径导航纠偏方法、系统、及存储介质，包括如下步骤：S1、接受机器人本体的定位信号，以取得机器人本体当前的位置的坐标或多个坐标组成的坐标区域；S2、判断机器人本体所在区域是否偏离预设的地图路径；S3、若判断为是进行纠偏；S4、若判断为否控制所述机器人本体按照预设的地图路径移动作业；S5、重复S1‑S4步骤直至完成作业。本发明可以对机器人行驶过程中存在的行驶误差及时纠偏，保证导航的准确性。

Description

机器人路径导航纠偏方法、系统、及存储介质
技术领域
本发明涉及机器人导航领域，具体涉及一种机器人路径导航纠偏方法、系统、及存储介质。
背景技术
随着科学技术的不断发展，现代的割草机器人已经越来越成熟，但是也存在一些缺陷，例如的割草机器人在对指定区域进行自动割草时，虽然可以根据地图的建立和路径的规划进行自动割草，但由于定位的不准确性，及机器人自身在行进过程中姿态的变化，导致行驶过程中与导航线路存在偏差，造成工作失误，效率低下，不够准确。
发明内容
本发明提供了一种机器人路径导航纠偏方法、系统、及存储介质，可以对机器人行驶过程中存在的行驶误差及时纠偏，保证导航的准确性。
在一些实施例中，所述方法包括如下步骤：
S1、接受机器人本体的定位信号，以取得机器人本体当前的位置的坐标或多个坐标组成的坐标区域；
S2、判断机器人本体所在区域是否偏离预设的地图路径；
S3、若判断为是进行纠偏；
S4、若判断为否控制所述机器人本体按照预设的地图路径移动作业；
S5、重复S1-S4步骤直至完成作业。
进一步的，步骤S1具体的包括机器人控制器通过NTRP协议连接差分基站得到差分数据，差分基站下发差分数据，控制器将差分数据通过串口发送给定位模块，定位模块根据差分数据修正自身定位点后通过控制器上传至后台，将自身定位与地图路径中航线点进行比较，计算偏离距离和角度；
进一步的，步骤S3具体的包括，根据所述步骤S2中的偏离距离和偏离角度对所述机器人行进角度进行控制量的调整，使得偏离距离和偏离角度达到最小；实现对所述机器人的导航纠偏；
其中，所述偏离距离为当前位置与航线点的横向距离，角度偏差为当前车身与航向点的角度差，控制量为机器人中两个行走轮的速度差。
进一步的，步骤S3具体的包括：
A1、根据定位计算车身与航线点之间的连线和航线角度偏差为α；
A2、设正北为0°角，根据传感器获取车头朝向与0°角之间偏差角度为β；
当β>180°：
则航迹纠偏中车头需顺时针旋转的角度为θ；
θ＝360°-β+|α|；
当β<180°：
则航迹纠偏中车头需逆时针旋转的角度为θ；
θ＝β+|α|。
进一步的，若在纠偏过程中撞到了障碍物，先后退10厘米～20厘米，再进行步骤S3。
进一步的，所述航线为地图中机器人直线行驶的路径。
进一步的，所述航向点为每个航线中均匀划分的轨迹点。
在一些实施例中，所述系统包括采用4G网络通信的机器人本体和云平台管理服务器，所述机器人移动站包括机器人本体以及设置于机器人本体上的控制器、定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述控制器分别连接定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述定位导航模块包括WIFI定位模块和RTK/SINS单元。所述RTK/SINS单元包括定位天线和测向天线。
进一步的，所述控制器包括中央控制单元、地图载入单元、路径规划单元和信息反馈单元；
中央控制单元，用于系统内各个输入数据的载入，控制系统内各个模块及单元的工作；
地图载入单元，绘制工作区域的地图或载入已有地图；
路径规划单元，规划和载入自动导引运输车AGV的路径；
信息反馈单元，实时反馈系统内各个模块和单元的工作状态的反馈数据。
在一些实施例中，所述存储介质上存储有导航纠偏程序，所述导航纠偏程序被控制器执行时实现如上所述的导航纠偏方法的步骤。
机器人路径导航纠偏方法、系统、及存储介质，可以实现以下技术效果：
本发明GPS定位系统和差分数据及时精准的反馈自身位置，以便与地图航线进行比较，准确及时的发现偏航问题，并根据偏航参数选择车体最佳的旋转角度，以更快速的纠偏到位。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
图1是本发明系统示意图；
图2是本发明车头偏差角度小于180°时车体转向角度示意图；
图3是本发明车头偏差角度大于180°时车体转向角度示意图；
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
实施例1：
在本发明的实施例中，本发明提供了一种机器人路径导航纠偏方法，包括如下步骤：
S1、接受机器人本体的定位信号，以取得机器人本体当前的位置的坐标或多个坐标组成的坐标区域；
S2、判断机器人本体所在区域是否偏离预设的地图路径；
S3、若判断为是进行纠偏；
S4、若判断为否控制所述机器人本体按照预设的地图路径移动作业；
S5、重复S1-S4步骤直至完成作业。
在本发明的实施例中，步骤S1具体的包括机器人控制器通过NTRP协议连接差分基站得到差分数据，差分基站下发差分数据，控制器将差分数据通过串口发送给定位模块，定位模块根据差分数据修正自身定位点后通过控制器上传至后台，将自身定位与地图路径中航线点进行比较，计算偏离距离和角度；
在本发明的实施例中，步骤S3具体的包括，根据所述步骤S2中的偏离距离和偏离角度对所述机器人行进角度进行控制量的调整，使得偏离距离和偏离角度达到最小；实现对所述机器人的导航纠偏；
其中，所述偏离距离为当前位置与航线点的横向距离，角度偏差为当前车身与航向点的角度差，控制量为机器人中两个行走轮的速度差。
在本发明的实施例中，步骤S3具体的包括：
A1、根据定位计算车身与航线点之间的连线和航线角度偏差为α；
A2、设正北为0°角，根据传感器获取车头朝向与0°角之间偏差角度为β；
当β>180°：
则航迹纠偏中车头需顺时针旋转的角度为θ；
θ＝360°-β+|α|；
当β<180°：
则航迹纠偏中车头需逆时针旋转的角度为θ；
θ＝β+|α|。
如图2所示，在本发明的实施例中，车体位于航线右侧，|α|为30°，β为30°，则θ＝β+|α|＝60°。即车体若想在到达下一个航线点时处于航线位置，则可以在时刻保持运动的情况下逆时针旋转60°，会到达下个航线点。
同样，如图3所示，在本发明的实施例中，车体位于航线左侧，|α|为30°，β为330°，则θ＝360°-β+|α|＝60°。即车体若想在到达下一个航线点时处于航线位置，则可以在时刻保持运动的情况下顺时针旋转60°，会到达下个航线点。
在本发明的实施例中，若在纠偏过程中撞到了障碍物，先后退10厘米～20厘米，再进行步骤S3。
在本发明的实施例中，所述航线为地图中机器人直线行驶的路径。
在本发明的实施例中，所述航向点为每个航线中均匀划分的轨迹点。
在本发明实施例中，所述系统包括采用4G网络通信的机器人本体和云平台管理服务器，所述机器人移动站包括机器人本体以及设置于机器人本体上的控制器、定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述控制器分别连接定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述定位导航模块包括WIFI定位模块和RTK/SINS单元。所述RTK/SINS单元包括定位天线和测向天线，无线通信模块包括4G通讯模块，还包括与控制器连接的航向角传感器、姿态传感器、语言模块。
进一步的，所述控制器包括中央控制单元、地图载入单元、路径规划单元和信息反馈单元；
中央控制单元，用于系统内各个输入数据的载入，控制系统内各个模块及单元的工作；
地图载入单元，绘制工作区域的地图或载入已有地图；
路径规划单元，规划和载入自动导引运输车AGV的路径；
信息反馈单元，实时反馈系统内各个模块和单元的工作状态的反馈数据。
在本发明实施例中，所述存储介质上存储有导航纠偏程序，所述导航纠偏程序被控制器执行时实现如上所述的导航纠偏方法的步骤。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人路径导航纠偏方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、接受机器人本体的定位信号，以取得机器人本体当前的位置的坐标或多个坐标组成的坐标区域；
S2、判断机器人本体所在区域是否偏离预设的地图路径；
S3、若判断为是进行纠偏；
S4、若判断为否控制所述机器人本体按照预设的地图路径移动作业；
S5、重复S1-S4步骤直至完成作业。
2.根据权利要求2所述的一种机器人路径导航纠偏方法，其特征在于，
步骤S1具体的包括机器人控制器通过NTRP协议连接差分基站得到差分数据，差分基站下发差分数据，控制器将差分数据通过串口发送给定位模块，定位模块根据差分数据修正自身定位点后通过控制器上传至后台，将自身定位与地图路径中航线点进行比较，计算偏离距离和角度。
3.根据权利要求1所述的一种机器人路径导航纠偏方法，其特征在于，
步骤S3具体的包括，根据所述步骤S2中的偏离距离和偏离角度对所述机器人行进角度进行控制量的调整，使得偏离距离和偏离角度达到最小；实现对所述机器人的导航纠偏；
其中，所述偏离距离为当前位置与航线点的横向距离，角度偏差为当前车身与航向点的角度差，控制量为机器人中两个行走轮的速度差。
4.根据权利要求3所述的一种机器人路径导航纠偏方法，其特征在于，
步骤S3具体的包括：
A1、根据定位计算车身与航线点之间的连线和航线角度偏差为α；
A2、设正北为0°角，根据传感器获取车头朝向与0°角之间偏差角度为β；
当β>180°：
则航迹纠偏中车头需顺时针旋转的角度为θ；
θ＝360°-β+|α|；
当β<180°：
则航迹纠偏中车头需逆时针旋转的角度为θ；
θ＝β+|α|。
5.如权利要求1所述的机器人路径导航纠偏方法，其特征在于，若在纠偏过程中撞到了障碍物，先后退10厘米～20厘米，再进行步骤S3。
6.根据权利要求2所述的机器人路径导航纠偏方法，其特征在于，
所述航线为地图中机器人直线行驶的路径。
7.根据权利要求2所述的机器人路径导航纠偏方法，其特征在于，
所述航向点为每个航线中均匀划分的轨迹点。
8.一种应用上述方法的机器人导航纠偏系统，其特征在于，包括采用4G网络通信的机器人本体和云平台管理服务器，所述机器人移动站包括机器人本体以及设置于机器人本体上的控制器、定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述控制器分别连接定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述定位导航模块包括WIFI定位模块和RTK/SINS单元。所述RTK/SINS单元包括定位天线和测向天线。
9.按照权利要求8所述机器人导航纠偏系统，其特征在于，所述控制器包括中央控制单元、地图载入单元、路径规划单元和信息反馈单元；
中央控制单元，用于系统内各个输入数据的载入，控制系统内各个模块及单元的工作；
地图载入单元，绘制工作区域的地图或载入已有地图；
路径规划单元，规划和载入自动导引运输车AGV的路径；
信息反馈单元，实时反馈系统内各个模块和单元的工作状态的反馈数据。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有导航纠偏程序，所述路径导航程序被控制器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的导航纠偏方法的步骤。
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Address after: Building 43, Zone A, Energy Conservation and Environmental Protection Innovation Park, No. 199, Hongwu Avenue, Tangqiao Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215600

Applicant after: Suzhou New Coordinates Intelligent Equipment Co.,Ltd.

Address before: 255086 4th floor, building 10, MEMS Industrial Park, No. 158, Zhongrun Avenue, Zibo City, Shandong Province

Applicant before: Shandong new coordinate Intelligent Equipment Co.,Ltd.